Alexey_192

Постоялец
30 Апр 2021
128
79
Вот такой преобразователь использовал для питания автомобильной версии Паруса
1710688935550.png
Решил делать резонансную версию. Вторичные обмотки трансформатора наматываются таким образом, чтоб повысить индуктивность рассеяния, а уже от неё высчитываются ёмкости C57 - C61, чтоб получить необходимую резонансную частоту, которая должна быть чуть-чуть выше частоты переключения. Линейный стабилизатор нужен только, если планируется питание выше 15 вольт(24, 36, 48 и т.д.), в остальных случаях просто закорачивается перемычка JP1.

Одно из преимуществ использования резонанса в пуш-пуле, это то, что нет необходимости ставить снабберы, т.к. транзистор закрывается при околонулевом токе(по факту, в этот момент через него течёт только ток намагничивания сердечника, порядка одного ампера, вне зависимости от потребления). Однако после сборки, я всё же напаял навесом TVS диоды, т.к. во время мягкого старта, ключи закрываются при достаточно больших токах, поэтому выбросы есть и их желательно чем-нибудь задавить, хотя у меня и без суппресоров работало, но немного переживал за ключи.

Другое преимущество резонанса - это минимальные помехи, т.к. ток нарастает синусообразно, а чем ниже di/dt, тем меньше помех
1710689631626.png

По просадкам получилось примерно каждые 100 ватт выходное напряжение в каждом плече проседает на 0.5 вольта. Это при стабильном напряжении на входе. В реальной жизни на аккумуляторе тоже будет проседать под нагрузкой.

По пульсациям глубоких тестов не проводил, но при потреблении только тока покоя, на выходе усилителя вообще не разглядел пульсаций при разрешении осциллографа 20 мВ на деление. Конечно, поскольку нет LC фильтра, важно, чтоб ESR конденсаторов была как можно ниже. Поэтому от души зашунтировал электролиты плёнкой и керамикой.
 

Jekson

Новичок
10 Апр 2020
64
28
37
Конечно, поскольку нет LC фильтра, важно, чтоб ESR конденсаторов была как можно ниже. Поэтому от души зашунтировал электролиты плёнкой и керамикой.
Почему в резонансниках принципиально не используют LC на выходе? С дросселем в любом случае, амплитуда пульсаций меньше.

В своем младшем Парусе использую LLC , в процессе эксплуатации остался не лучшего мнения о нем. Если нагрузить БП мощностью менее 37вт - на выходе огромные пульсации пачками, УМ их задавить не может, в колонах при этом звук, похожий на помехи от сотового. Благо Парус прожорлив, и накрутить ток покоя двух каналов выше >37вт проблем не составляет. Но и в диапазоне потребления 100..200вт на спектрах отчетливо видны помехи. Сейчас я жалею, что не предусмотрел достаточно места в корпусе, для дополнительных дросселей
 
Последнее редактирование:

Alexey_192

Постоялец
30 Апр 2021
128
79
Почему в резонансниках принципиально не используют LC на выходе?
Ну вообще, я не вижу препятствий к использованию. В моём случае, просто не получилось скомпоновать так, чтоб ещё и дроссель воткнуть, а за ним кондёр. Ну и плюс, надо ещё его правильно спроектировать. Иначе при резком сбросе/набросе нагрузки, начинаются осцилляции.
 

morozovdmitry

Не проверенный
15 Янв 2020
3
4
57
Как основа для мощного резонансного блока:
27 В (нестаб., 700 Вт). — Цветаев С. Мощный блок питания. — 1990—9—59; 1991—8—91; 1994—7—44 (печатная плата); 1995—9—63 (увеличение выходного напряжения 40…45 В).
Собирал четверть века назад, не имея никакого опыта, - просто по описанию. И о чудо - магический дым не пошел. Нагрузка (школьный большой реостат) светился вишневым, а транзисторы (2Т812А) были только теплыми. И форма тока - полупериоды синусоиды.
По работе пришлось воспроизвести недавно макетный образец этой схемы на современных комплектующих (ключи - IRFP 460, выпрямитель на диодах Шоттки VS-60EPU02PBF , задающая микросхема -IRS2453DSPBF, частота преобразования увеличена до 50 кГц) и с другими ТТХ. Индуктивные элементы силовой ступени пришлось перепроектировать под вторичную обмотку "один+один виток" медной ленты.
Преобразователь мостовой квазирезонансный и не стабилизированный. Однако этом есть и плюс - не надо возиться с устойчивостью петли ООС. К тому же выходной выпрямитель имеет особенность построения., которая обеспечивает малую (порядка 2 вольт) просадку напряжения под нагрузкой до 70А при выходном напряжении 50 В (однополярное).
Эти страшные киловатты, впрочем, как и отладка выходной ступени, были промоделированы в switcherCAD. В реале у меня просто нет подходящей нагрузки. И я нагружал его автомобильными галогенками до 500 Вт. Осциллограммы макетирования и результаты моделирования совпадают один в один. КПД в зависимости от нагрузки и выходного напряжения - 90 - 83 %. И это не художественный свист. Я весь инет прошерстил в поисках еще каких либо конструкций Цветаева. Но не нашел ничего кроме.
Важная особенность (по моему опыту): именно в резонансных силовых ступенях не работают напрямую современные микросхем IR бутстрепных мостовых и полумостовых драйверов. Микросхемы вылетают при подключении по даташиту. Обязательна к использованию гальваническая развязка - трансформаторное питание цепей затворов силовых ключей.
 

pap_nev

Постоялец
30 Авг 2017
241
206
Тоже когда-то собирал этот БП. На КТ841-х. Два киловатта, как в журнале, я получил. Высчитывал КПД- тоже приятно удивил и соответствовал описанию. Транзисторы грелись меньше, чем выпрямительные диоды. Задающей пробовал и TL494, если мне не изменяет память. Тоже в планах попробовать переделать для питания УМЗЧ, сохранив концепт. Может, кто-то уже такое проделывал, поделитесь, дабы не изобретать велосипед.
 

morozovdmitry

Не проверенный
15 Янв 2020
3
4
57
Здравствуйте. Вот модель выходной резонансной ступени по мотивам блока Цветаева.
Сделал двухполярный выход. Выходное напряжение по 50 вольт.
Ключи S1 и S2 выполняют роль нагрузки по 10 Ом, включаемой после 1мс от запуска моделирования. Частота преобразования - 50 кГц. Под нагрузкой выход проседает на 1 вольт. Форма тока близка к синусу. Размах пульсаций на выходе под нагрузкой - около 1 мВ, форма - почти синус. Точки выхода V(N019) и V(N017).
Увеличением С1 и С3 пульсации можно снизить. С2 и С4 - желательно керамика из нескольких в параллель. Для получения двухполярного выхода трансформатор разделен на два. Все сердечники можно оставлять как в оригинале. Но число витков для всего надобно будет пересчитывать. Воспроизводимость характеристик в железе гарантирована при соблюдении величин реактивных компонентов как в модели.
Гармоническая форма тока обеспечивает мягкую (без звона) коммутацию диодов и транзисторов. Так что сильно шуметь не должен. Не нужны даже диоды в параллель мосфетам - проверялось в железе, а не только на модели. КПД данного варианта - порядка 90%.
В качестве задающего генератора можно использовать любой полумостовой автоколебательный драйвер. Верхнее плечо запитать не бутстрепно, а от питания микросхемы. Парафазный сигнал с выхода задающего подается на более мощный драйвер полумоста (например IR2110, аналогично организовать питание верхнего плеча). К парафазным выходам верхнего-нижнего плеча IR2110 подключается трансформатор, с которого раздается управляющий сигнал на четыре ключа моста. К сожалению - управлять только так - трансформатором с гальванической развязкой.
Мощный драйвер используется как усилитель для трансформатора. Обычно автоколебательные микросхемы достаточно субтильны, и по току не тянут трансформаторную нагрузку без усилителя.
Это только идея велосипеда. Все остальное - мягкое включение, защита и прочее - можно обращаться к оригиналу.
Приложил модель для LTS. Рисунки: RLC_1.jpg - сама схема, RLC_2.jpg - ток в резонансном контуре,, RLC_3.jpg - пульсации на нагрузке (ток в нагрузке - 5 А)
 

Вложения

Последнее редактирование:

Rus2000

I=U/R
17 Окт 2017
13,144
6,662
Плюк
Преобразователь мостовой квазирезонансный и не стабилизированный.
Сейчас подобные устройства называют "электронный трансформатор".

Как эта схема стартует на разряженные ёмкости в цепях питания УМЗЧ?
Например, 2х5мФ (типичные ёмкости на плате УМ - 2х2200 или 2х2х2200 мкФ). Или ещё вдвое бОльше, если сделать отдельные обмотки для каждого канала.
 

О Нас

  • Наше сообщество существует уже много лет и гордится тем, что предлагает беспристрастные и критические обсуждения среди любителей радиоэлектроники. Мы каждый день работаем над тем, чтобы быть лучше.

Быстрая Навигация

Пользовательское Меню